生活中的高分子材料

生活中的高分子材料【摘要】高分子应用在生活中各个地方，塑料便是应用较为广泛。

塑料在生活起重大作用，但是也给环境带来了危害。

如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。

目前，在诸多的解决方案中，开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。

【正文】高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。

高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。

如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。

高分子材料的结构特征高分子材料的高分子链通常是由成千上万个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。

因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。

高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。

链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。

近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。

远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。

聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

高分子材料按其来源可分为：天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

而生活中的高分子材料有很多，在我们生活中处处可见，如如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。

然而我们生活中最常见的高分子材料要数塑料了。

塑料是一种合成高分子材料，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。

是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。

塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。

2、塑料制造成本低。

3、耐用、防水、质轻。

4、容易被塑制成不同形状。

5、是良好的绝缘体。

6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。

塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。

2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。

3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

塑料是一种不可分解的高分子材料，所以生活中我们大量使用的塑料袋、食堂饭店的一次性饭盒无疑成为了危害环境的白色杀手。

人们不断地使用它们，给我们自己带来了方便却给我们赖以生存的环境增加了负担。

环境污染越来越严重，治理越来越复杂困难。

在我们学校就随处可见各种各样的塑料制品，大到教学楼、食堂、体育馆和俱乐部里的桌椅；小到形形色色物品的包装和同学们经常提在手上的塑料袋、食堂用的一次性饭盒都是塑料制品。

在我们的生活中塑料真可谓是无处不在啊！但我们在感受塑料带给我们方便时，同时我们也都知道他对我们生活环境的危害。

为何会如此呢？相信大家都是因为塑料的方便、实用又便宜吧，从而致使它至今仍是我们生活密不可缺的东西。

所以发明可分解的，对环境危害最小的材料迫在眉睫。

也许这个历程有些漫长，所以在其中我们知道了纤维素的好处。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。

不溶于水及一般有机溶剂。

是植物细胞壁的主要成分。

纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。

纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。

它是植物骨架和细胞的主要成分。

在棉花、亚麻和一般的木材中，含量都很高。

纤维素的结构：纤维素是一种复杂的多糖，分子中含有约几千个单糖单元，即几千个（C6H10O5）；相对分子质量从几十万至百万；属于天然有机高分子化合物；纤维素结构与淀粉不同，故性质有差异。

纤维素的性能：纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，能溶于铜氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和铜乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu（OH）2溶液等。

水可使纤维素发生有限溶胀，某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。

纤维素加热到约150℃时不发生显著变化，超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。

纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。

纤维素的用途：棉麻纤维大量用于纺织工业；木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸；制造硝酸纤维：火棉（含N量较高，制无烟火药）、胶棉（含N量较低，制赛璐珞和油漆）；制造醋酸纤维：不易着火，用于制胶片；制造粘胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）；膳食纤维：第七种营养成分，有利于消化。

纤维素的合理使用给我们的生活带来了很多无污染的使用，是很重要的高分子材料。

橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。

其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状，有天然橡胶和合成橡胶两种。

天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯；合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。

天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的各种轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的，国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件，目前，世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上，其中轮胎的用量要占天然橡胶使用量的一半以上。

相比于天然橡胶，合成橡胶中有少数品种的性能与其相似，大多数与天然橡胶不同，但两者都是高弹性的高分子材料，一般均需经过硫化和加工之后，才具有实用性和使用价值。

合成橡胶在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的发展。

合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

拿丁基橡胶来说，其用于制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈，在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带，农业上用作防水材料。

再如合成橡胶中的佼佼者--硅橡胶，它具有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性，且无味无毒，不怕高温、严寒，因此在现代医学中广泛发挥了重要作用，如制造的硅橡胶防噪音耳塞、硅橡胶胎头器吸引器、硅橡胶人造血管、硅橡胶鼓膜修补片，此外还有硅橡胶人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，功效都十分理想。

胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。

分为天然和合成胶粘剂两种。

应用较多的是合成胶粘剂。

胶粘剂的产生很好的解决了聚合物与非金属或金属之间，金属与金属和金属与非金属之间的胶接，尤其对现在工业、工程做出了巨大的贡献。

小到家用三秒胶、波纹板、纸袋、标签、胶带、邮票，大到建筑用胶，工业用胶，甚至在飞机机翼或尾翼和机身的粘接中也不乏胶粘剂的身影。

与传统的编织织布法、金属的焊接法以及铆接、螺栓或钉接等机械联结法相比，胶粘剂粘接法更快、更经济，并能将不同材料结合在一起，而且当粘接两种金属时，胶粘剂能隔开它们以防腐蚀，同时又可降低装配体的疲劳破坏，并比机械联结更轻更强，因此胶粘剂在生活中的应用也有了渐渐取代传统联接法德趋势。

新型有机高分子材料一、高分子分离膜高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。

采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。

膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。

用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。

用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。

现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。

膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。

推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。

例如，利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。

二、高分子磁性材料高分磁性材料是人类在不断开拓磁与高分子聚合物（合成树脂、橡胶）的新应用领域的同时，而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。

早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁铁矿（铁氧体）烧结或铸造成磁性体，现在工业常用的磁性材料有三种，即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。

它们的缺点是既硬且脆，加工性差。

为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。

这样制成的复合型高分子磁性材料，因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等特点，而越来越受到人们的关注。

高分子磁性材料主要可分为两大类，即结构型和复合型。

所谓结构型是指并不添加无机类磁粉而高分子中制成的磁性体。

目前具有实用价值的主要是复合型。

三、光功能高分子材料所谓光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。

目前，这一类材料已有很多，主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料（如塑料透镜、接触眼镜等）、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。

光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射，可以制成品种繁多的线性光学材料，像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等；利用高分子材料曲线传播特性，又可以开发出非线性光学元件，如塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维等；而先进的信息储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂。